Detail předmětu

Systémy odolné proti poruchám

FIT-SPPAk. rok: 2023/2024

Principy odolnosti, struktury a techniky pro zvýšení odolnosti systémů proti poruchám. Kódy pro zabezpečení a opravu informace. Lineární blokové kódy. Řídké paritní kódy. Maticový popis kódů. Cyklické kódy. Konstrukce Galoisových těles pro cyklické kódy. BCH a RS kódy. Kódy pro zabezpečení informace v pamětech typu Flash a CDROM. Úvod do kvantového počítání, oprava chyb v kvantových systémech. Odolnost na úrovni VLSI. Odolnost v počítačových systémech a komunikačních sítích. Radiační odolnost. Odonost v distribuovaných systémech.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Vladimír Drábek, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav počítačových systémů (UPSY)

Vstupní znalosti

Základy lineární algebry a diskrétní matematiky, základy návrhu číslicových systémů.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Vypracování projektu, jeho prezentace a dosažení min. hodnocení 10 bodů.

Učební cíle

Seznámit studenty s různými formami redundance a jejich využitím k vytváření počítačových systémů pracujících správně i za přítomnosti poruch nebo chyb v datech. Zvládnuté přístupy k vytváření odolnosti proti poruchám obvodovými a softwarovými prostředky.

Základní literatura

Dumas, J.-G., Roch, J.-L., Tannier, E., Varrette, S.: Foundations of Coding: Compression, Encryption, Error Correction. Wiley-Blackwell, 2015
Jiang, Y.: A Practical Guide to Error-Control Coding Using MATLAB. Artech House, 2010
Koren, I., Krishna, C. M.: Fault-Tolerant Systems, 2. vyd., Morgan Kaufmann, 2020
Lin, S., Costello, D.J.: Error Control Coding: Fundamentals and Applications, 2. vyd., PEARSON, 2010
Sanvicente, E.: Understanding Error Control Coding. Springer, 2019

Doporučená literatura

Dumas, J.-G., Roch, J.-L., Tannier, E., Varrette, S.: Foundations of Coding: Compression, Encryption, Error Correction. Wiley-Blackwell, 2015
Jiang, Y.: A Practical Guide to Error-Control Coding Using MATLAB. Artech House, 2010
Koren, I., Krishna, C. M.: Fault-Tolerant Systems, 2. vyd., Morgan Kaufmann, 2020
Lin, S., Costello, D.J.: Error Control Coding: Fundamentals and Applications, 2. vyd., PEARSON, 2010
Sanvicente, E.: Understanding Error Control Coding. Springer, 2019

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MBS , 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    obor MPV , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    obor MIS , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    obor MIN , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    obor MGM , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    obor MBI , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    obor MSK , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    obor MMM , 0 ročník, letní semestr, volitelný

  • Program MITAI magisterský navazující

    specializace NISY , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NSPE , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NBIO , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NSEN , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NVIZ , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NGRI , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NADE , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NISD , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NMAT , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NSEC , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NISY do 2020/21 , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NCPS , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NHPC , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NNET , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NMAL , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NVER , 0 ročník, letní semestr, povinný
    specializace NIDE , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace NEMB , 0 ročník, letní semestr, volitelný

  • Program RRTES_P magisterský navazující

    specializace RRTS , 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program MITAI magisterský navazující

    specializace NEMB do 2021/22 , 0 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Michal Bidlo, Ph.D.
doc. Ing. Vladimír Drábek, CSc.

Osnova

  1. Principy odolnosti, datové a obvodové struktury, techniky.
  2. Způsoby dosažení odolnosti proti poruchám: obvodová, datová a smíšená redundance.
  3. Základní kódy pro zabezpečení a opravu informace. Paritní kódy. Kontrolní součet.
  4. Lineární blokové kódy: Hammingovy kódy, řídké paritní kódy. Maticový popis kódů.
  5. Cyklické kóody: obvodová realizace, CRC.
  6. Galoisova tělesa pro pokročilé kódy.
  7. BCH a Reed-Solomonovy kódy.
  8. Kódy pro paměti Flash a CDROM. RAID - RAIM.
  9. Úvod do kvantového počítání: základní pojmy a matematické struktury.
  10. Kvantové operátory, kvantová hradla, kvantové obvody.
  11. Kvantové opravné kódy.
  12. Programování a simulace kvantového výpočtu.
  13. Odolnost na úrovni VLSI. Distribuované odolné systémy.

Projekt

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vladimír Drábek, CSc.
doc. Ing. Michal Bidlo, Ph.D.

Osnova

Individuálně zadávaná témata projektů.